Pemilihan Sambungan Siar Muai - Expansion Joint (Sambungan Siar Muai) ________________

Bab 7 Expansion Joint (Sambungan Siar Muai) _________________ 241

7.3 Pemilihan Sambungan Siar Muai

kerusakan pada elemen-elemen ter- tentu, biasanya pada nosing juga atau seal (penyambung/penutup) sehingga bila hal itu terjadi maka sambungan siar muai tidak akan dapat beroperasi secara maksimal atau bahkan mengakibatkan kerusakan pada komponen jembatan.

Nilai gaya aksial didapat dari perhitungan pembebanan pada jembatan, perhitungan pembebanan ini bisa dihitung dengan RSNI T-02-2005 “pembebanan untuk jembatan” seperti dibawah ini :

Beban lajur “D” terdiri dari beban terbagi merata (BTR), BTR dan beban garis (BGT), BGT seperti terlihat pada gambar.

Gambar 7.6 - Beban lajur D (TD)

BTR mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total bentang joint L yang dibebani dan dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : q = 9.0 kPa untuk L ≤ 30 m

7.3 Pemilihan Sambungan Siar Muai

7.3.1 Data dan Kemampuan Sam- bungan Siar Muai

Kebanyakan dari jenis sambungan adalah pabrikasi sehingga kemampuan dari sambungan amat bergantung kekuatan bahan dan jenis material yang digunakan oleh pabrikan. Tetapi secara garis besar AASTHO LRFD BRIDGE DESIGN (2003) menerapkan beberapa ketentuan untuk kekuatan dan kemampuan suatu sambungan siar muai seperti dapat dilihat pada Tabel 7.1.

20%Mp

Type Movement

(m) Durability

(kN/m) Reference Compression Seal

(Elastomeric or Eva-

zote Seal) < 0.0889 55* LRFD Article 14.5.6.6

Strip Seal < 0.1016 65 LRFD Article 14.5.6.7

Open Finger Plate > 0.1016 65 LRFD Articles 14.5.6.1 and LRFD Articles 14.5.6.3 Modular Expansion > 0.1016 75 LRFD Article 14.5.6.9 Asphaltic Plug < 0.0508 40 LRFD Article 14.5.6.5 Silicone Rubber

Sealant < 0.0508 30 LRFD Article 14.5.6.5

Tabel 7.1 - Data dan Kemampuan Sambungan Siar Muai *)

* = tergantung dari nominal dimension seal

EXPANSION JOINT (SAMBUNGAN SIAR MUAI) PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI

Nilai tersebut adalah hasil kesimpulan/

summary dari nilai-nilai yang ditentukan oleh AASTHO LRFD BRIDGE DESIGN (2003) dalam beberapa artikelnya.

Nilai ini berguna untuk sebagai salah satu acuan dalam pemilihan suatu sambungan siar muai. Dengan membandingkan hasil dari kriteria-kriteria umum yang ada dengan nilai pada tabel ini kita dapat menentukan jenis sambungan siar muai yang cocok untuk kita gunakan.

Berikut ini adalah tahapan untuk menyelesaikan Pemilihan Jenis Sambungan Siar Muai :

❖ Data:

Jenis Jembatan = Steel Girder Bridge with Concrete Deck

L = Panjang bentang joint = 76 m = 250 feet θ = sudut kemiringan = 30°

❖ Tahapan menentukan Jenis Sambungan Siar Muai yang digunakan.

a. Menghitung Movement Thermal Movement :

ΔT = α L (TMaxDesign − TMinDesign ) Untuk baja superstruktur :

α = 6.5 x 10−6 in / in/ °F untuk wilayah California :

TMaxDesign = 110 °F based upon the bridge location and LRFD Figure 3.12.2.2-3

TMinDesign = 20 °F based upon the bridge location and LRFD Figure 3.12.2.2-4

m. Nilai ini diperlukan untuk menghitung lebar dari suatu sambungan siar muai yang memakai seal.

Lebar kebutuhan sambungan siar muai yang menggunakan seal (jenis penutup atau pengikat) menurut standar adalah 20% Mp Lebar minimum seal (pengikat) :

Maka,

Lebar minimum seal (pengikat) : = 0,129 m = 5,07 inc

c. Menghitung Daya Tahan (Durabilty):

Lebar jalur lalu-lintas, b1 = 6.00 m

Jumlah Lajur : 2 lajur (lajur minimum = 5,5m)

Panjang bentang jembatan bagian tengah, L1 = 76 m

Panjang bentang jembatan bagian tepi, L2 = 35 m

Panjang bentang rata-rata, Lav = 55 m Panjang bentang maksimum, Lmax = 75 m Panjang bentang ekivalen, LE = √( Lav *

Lmax ) = 64.226 m

Untuk LE > 30 m : q = 9.0 *( 0.5 + 15 / LE )

= 6.602 kPa

Beban merata (BTR) pada lantai jembatan : qTD = [ 5.5 * q * 100% + ( b1 - 5.5 ) * q * 50%

] / b1 = 6.327 kN/m²

Beban garis (BGT) pada lantai jembatan : p

= 49.00 kN/m

p = [ 5.5 * p * 100% + ( b1 - 5.5 ) * p * 50% ] / b1 = 46.96 kN/m

ΔT = (6.5 x 10-6)(250)( 110 ° − 20 °) Maka,

ΔT = 1,8 in = 0,045 m

Shrink Movement :

Ambil nilai dari faktor Shrinkage dari AASTHO LRFD BRIDGE DESIGN (2003) yaitu 15% thermal movement :

Δshrink + thermal = 115% x ΔT (thermal movement) Maka,

Δshrink + thermal = 115% x 0,045

= 0,05175 m

Maka movement total yang dihasilkan adalah ΔT = Δshrink + thermal = 0,05175 m b. Effek Kemiringan :

Karena ada pengaruh dari kemiringan movement terbagi maka perlu dilakukan dilakukan perhitungan masing-masing movement :

Moment Normal :

Mn = ΔT x cos θ maka,

Mn = 0,05175 x cos 30 = 0,04481 m Nilai ini menunjukan Movement akhir yang terjadi pada suatu joint Mn = 0,04481.

Moment Parallel :

Mp = ΔT x sin θ maka,

Mp = 0,05175 x sin 300 = 0,0258 m Didapat Movement parallel (Mp) = 0,0258

Faktor beban dinamis untuk 50 < LE < 90 m, DLA = 0.4 - 0.0025*(LE - 50) = 0.364 PTD = ( 1 + DLA ) * p = 64.072 kN/m d. Kesimpulan :

Movement akhir yang terjadi pada suatu joint Mn = 0,04481m

Lebar minimum seal (pengikat) = 0,129 m

= 5,07 inc BGT = 46.96 kN/m

Berdasarkan perbandingan hasil analitis dan

“Tabel. Data dan Kemampuan Sambungan Siar Muai” maka jenis sambungan siar muai yang cocok digunakan adalah : Compres- sion Seal 5x5.

7.3.2 Kriteria dan Spesifikasi

Selain dari ketentuan AASTHO LRFD BRIDGE DESIGN (2003) yang telah ditentukan dalam memilih suatu sambungan siar muai juga perlu meninjau faktor-faktor lain seperti biaya, lingkungan , kemudahan pemasangan, dan faktor cuaca serta iklim.

Maka selain dari kriteria umum dari sambungan siar muai perlu juga mengeta- hui keuntungan dan kerugian dari suatu sambungan siar muai sebagai faktor pertim- bangan. Berikut salah satu kelebihan dan keuntungan yang dirangkum dari AASTHO LRFD BRIDGE DESIGN (2003) dan David J.Lee “Bridge Bearings and Expansion Joints” :

20%Mp

EXPANSION JOINT (SAMBUNGAN SIAR MUAI) PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI

a. Compression Seal Joint

Reference: LRFD Article 14.5.6.6 and David J.Lee “Bridge Bearings and Expansion Joints”

Kelebihan :

√ Cocok digunakan untuk kemiringan <

30°

√ Pengerjaannya mudah dan cepat.

Kekurangan :

√ Joint ini perlu perawatan lebih.

√ Umur rencananya cepat.

√ Cocoknya digunakan hanya pada pede- saan yang beban lalu-lintasnya kecil.

b. Strip Seal Joint

Reference: LRFD Article 14.5.6.7 and David J.Lee “Bridge Bearings and Expansion Joints”

Kelebihan :

√ Dapat ditingkatkan kemampuannya dengan menambahkan jangkar.

√ Memiliki drainase yang baik.

Kekurangan:

√ Joint ini perlu perawatan lebih.

√ Sangat rentan pada bagian sealing (penutup)/sambungan karena tidak disambung secara mekanik.

c. Open Finger Plate Joint

Reference: LRFD Articles 14.5.6.1 and 14.5.6.3 and

Kelebihan :

√ Memiliki drainase yang baik.

√ Ekonomis dan mudah pelaksanaanya.

√ Bisa menahan beban vertical yang cukup besar.

√ Flexible dalam lokasi pemasangan.

√ Biasanya hanya cocok digunakan sebagai rehabilitasi joint saja.

Kekurangan:

√ Kemampuan dari Asphaltic expansion sangat bergantung dari pekerjaan si pemasang. (sensitif)

√ Kurang baik dalam menahan gerakan horizontal

f. Silicone Rubber Sealant Joint Reference: LRFD Article 14.5.6.5 Kelebihan :

√ Biayanya ekonomis dan pengerjaanya cepat.

Kekurangan :

√ Joint ini perlu perawatan lebih.

√ Umur rencananya cepat.

√ Cocoknya digunakan hanya pada pede- saan yang beban lalu-lintasnya kecil.

Kekurangan:

√ Perlu perawatan lebih karena rentan terhadap korosi dan vegetasi yang bisa tumbuh disekitarnya

√ Cukup bising akibat penggunaan finger plate.

√ Kadang finger plate (penutup) tidak bisa dipasang pas kembali apabila ada pergerakan bebas.

d. Modular Expansion Joint

Reference: LRFD Article 14.5.6.9 and David J.Lee “Bridge Bearings and Expansion Joints”

Kelebihan :

√ Tidak terlalu bising karena menggunakan rail yang diberi anti skid

√ Lebih effektif mengakomodir gerakan horizontal karena menggunakan sliding bearing sebagai pengaku.

√ Sistem drainase lebih baik daripada Open Finger Plate Joint.

Kekurangan:

√ Perlu perawatan lebih karena rentan terhadap korosi dan vegetasi yang bisa tumbuh disekitarnya

√ Proses pengerjaan mahal karena membutuhkan alat berat.

e. Asphaltic Plug Joint

Reference: LRFD Article 14.5.6.5 and David J.Lee “Bridge Bearings and Expansion Joints”

Kelebihan :

√ Biayanya ekonomis dan pengerjaanya cepat.

Review terhadap Shop Drawings dan Perhitungan Desain Struktur

Setelah diketahui Sambungan Siar Muai yang cocok maka masuk ke proses detail pendesainan sambungan siar muai detail ini diambil dari D.S. Brown - Bridges - Expansion Joint Systems - Steelflex®

Modular Expansion Joint Systems dan bid item ARIZONA DEPARTMENT OF TRANSPORTATION-INTERMODAL TRANSPORTATION DIVISION.

PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI EXPANSION JOINT (SAMBUNGAN SIAR MUAI)

b. Berikut ukuran detail design tampak samping dari compression seal :

7.3.3 Compression Seal.

a. Berikut ukuran detail design tampak atas dari compression seal :

Gambar 7.8 - Contoh Ukuran Detail dan tampak samping dari Compression Seal Gambar 7.7 - Contoh Ukuran

Detail dan tampak atas dari Compression Seal

PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI EXPANSION JOINT (SAMBUNGAN SIAR MUAI)

f. Berikut ukuran detail design bagian plat penutup :

Gambar 7.10 - Contoh potongan dari Compression Seal bagian trotoar

Gambar 7.9 - Contoh potongan dari Compression Seal

c. Potongan Section A-A dari plan tampak atas

Dengan detail :

d. Berikut ukuran detail design tampak atas dari compression seal :

e. Berikut ukuran detail design tampak samping dari compression seal :

Gambar 7.12 - Contoh Pelat Penutup Siar Muai Gambar 7.11 - Contoh potongan dari

Compression Seal pada bagian trotoar

PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI EXPANSION JOINT (SAMBUNGAN SIAR MUAI)

7.3.4 Strip Seal

a. Berikut ukuran detail design tampak atas dari strip seal :

Gambar 7.13 - Contoh ukuran detail design tampak atas dari strip seal. Gambar 7.15 - Contoh tampak samping dari strip seal.

Gambar 7.14 - Contoh potongan dari strip seal.

b. Berikut ukuran detail design tampak samping dari strip seal :

PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI EXPANSION JOINT (SAMBUNGAN SIAR MUAI)

7.3.5 Modular Joint

Berikut ukuran detail design tampak atas dari Modular Joint :

Berikut ukuran detail design tampak samping dari Modular Joint:

Gambar 7.16 - Contoh ukuran detail design tampak atas dari Modular Joint

Gambar 7.17 - Contoh ukuran detail design dan tampak samping dari Modular Joint

EXPANSION JOINT (SAMBUNGAN SIAR MUAI) PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI

Pemasangan Sambungan Siar Muai :

Gambar didapat dari “DESIGN MANUAL FOR ROADS AND BRIDGES - part 7 - BA 26/94”

7.4.1 Asphaltic Plug : 7.3.6 Asphaltic Plug

Gambar 7.18 - Contoh potongan Asphaltic Plug Joint

No Uraian Illustrasi

Celah ditutupi dengan masking strip (hardboard atau kayu lapis) sesuai dengan lebar dari joint yang akan digunakan.

2 Pelapis diletakan diatas joint.

3 Potong bagian pelapis seuku- ran dengan masking strip.

Bagian pelapis dan masking strip diambil, kemudian bersihkan dari kotoran dan sisa beton. Bagian sisi pinggiran sehabis dipotong dilapisi dengan pelapis anti air.

5 Untuk sistem pengikat (asphaltic joint) material joint bisa dipasang sekarang.

Tabel 7.2 - Ilustrasi pemasangan siar muai Asphaltic Plug

Minimum depth is 2”. Minimum width is 20”.

EXPANSION JOINT (SAMBUNGAN SIAR MUAI) PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI

7.4.2 Strip Seal 7.4.3 Compression Joint

No Uraian Illustrasi

Deck Beton dicetak dengan boxed out recesses (cetakan box untuk menempatkan joint) kemudian dipasang pemerkuat deck.

Profile di las ke jangkar atau diikatkan ke dalam cetakannya menggunakan beton dengan agregat kecil

Waterproofing sistem dan lapisan permukaan serta penutup joint mulai dipasangkan.

Tabel 7.3 - Ilustrasi pemasangan siar muai Strip Seal

No Uraian Illustrasi

Celah ditutupi dengan masking strip (hardboard atau kayu lapis) sesuai dengan lebar dari joint yang akan digunakan.

2 Pelapis diletakan diatas joint.

3 Potong bagian pelapis seuku- ran dengan masking strip.

Bagian pelapis dan masking strip diambil, kemudian bersihkan dari kotoran dan sisa beton. Bagian sisi pinggiran sehabis dipotong dilapisi dengan pelapis anti air.

5 Pasang Seal kemudian perkaku menggunakan pelat besi dan baut

Tabel 7.4 - Ilustrasi pemasangan siar muai Compression Joint

EXPANSION JOINT (SAMBUNGAN SIAR MUAI) PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI

7.4.4 Modular Joint

Gambar diambil dari “Factors to Consider for Preserving Bearing Assemblies and Expansion Joint Systems oleh Mark Kaczinski, P.E”.

7.4.5 Perawatan (Maintenace)

Perawatan yang perlu diperhatikan adalah : – Pengecekan komponen struktur

maupun pendukungnya

– Membersihkan dari sampah dan vegetasi – Spalling atau delaminasi beton di bagian

header joint merupakan masalah yang umum

√ Menjaga penutup dan hati-hati menggabungkan beton.

√ Mempertimbangkan penggunaan bahan non-semen.

– Masalah terlihat pada Modular Expan- sion Joint terutama pada kelelahan dan persyaratan daya tahan yang termasuk dalam AASHTO kode:

√ Akibat kelelahan mengalami kerusakan di bagian sambungan las

√ Kerusakan elemen elastomer

No Uraian Illustrasi

1 Rakit Sambungan Siar Muai

Penyambungan harus teliti untuk modular joint yang bentangnya lebih panjang dari panjang rakitan. (panjang maksimum rakitan modular joint +/- 53’)

3 Pemasangan block-out harus teliti dan hati-hati.

4 Pastikan Seal tersebut benar terkunci ke baja saluran pada saat instalasi

Tabel 7.5 - Ilustrasi pemasangan siar muai Modular Joint

Masalah yang khas terlihat pada sistem finger joint sistem :

– Kegagalan sistem penjangkaran atau beton header

– Melonggarnya baut pada finger joint yang besar

– Kelelahan atau dampak kerusakan dinger plates

Gambar 7.19 - Angkur siar muai yang terlepas dari beton

Gambar 7.20 - Putusnya “finger” pada siar muai

PENILAIAN BEBAN, PENYELIDIKAN JEMBATAN, PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI

7.5 Daftar Pustaka

1. Bridge Deck Joint Performance, National Cooperative HighWay Research Program (HCHRP).

2. Behavior of Precast Bridge Deck Joints with Small Bend Diameter U-Bar, Cheryl Elizabeth Chapman University of Tennessee.

3. Evaluation of Various Types of Bridge Deck Joints, Arizona Department of Transportasi.

4. Bridge Deck Joint Replacement Practices, Brian D. Merrill. PE, State Bridge Construction

& Maintenance Engineer, Texas Departement of Transportation.

5. Live-Cycle Cost Model For Evaluating the Sustainability of Bridge Decks,Richard F.

Chandler.

6. Innovative Field Cast UHPC Joints for Precast Bridge Decks –Design, Prototype Testing and Projects, Vic Perry,FCSCE, MASc, P.Eng, Garry Weiss, MBA, P.Eng.

7. Modified Wheel Loads and Design of Anchorages for Bridge Deck Joints, Greg foster, Viraf Bhavnagri, Mohamed Anzar, Victor Nechvoglod.

8. Chapter 18 , Bridge Deck Slabs, D.C. Departement of Transportation – Design and Engineering Manual.

9. Standard for Asphaltic Plug Joint,The Bridge Joint Association.

10. Material Specification For Deck Joint Assemblies, Ontario Provincial Standard Specifica- tion (OPSS).

11. Technical Assistance Report an Evaluation of Bridge Deck Joint Sealing Systems in Virginia, James W French ( Engineering Technician), Wallace T. Mckeel, Jr., P.E.

Dalam dokumen PERENCANAAN PERLETAKAN DAN SAMBUNGAN LANTAI (Halaman 125-136)